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                                臥式離心脫水設備的設計特點
                                發布時間 : 2020-03-20

                                臥式離心脫水設備的設計主要技術特點基本相同,但在技術細節上設計理念存在很大差異,主要表現在驅動方式、技術參數的選擇、材料的選擇、起動方式和差速器等方面有很大的不同。

                                一、驅動方式 
                                在驅動方式上,國內外有較大的差異,國外機型有多種不同的驅動方式,而國內離心式污泥脫水機驅動方式通常較為單一,采用最多的驅動方式為雙電動機結構。單電動機驅動形式:即一臺電動機通過主皮帶輪驅動轉鼓,次級皮帶驅動差速器的軸,從而產生差轉速,調整差速時需要停機進行,屬于簡單驅動方式;或差速器輸入軸固定,轉鼓由單電動機驅動;雙電動機驅動形式:即一臺電動機通過皮帶直接驅動轉鼓產生轉動,另一臺電動機通過差速器驅動螺旋。而進口設備中往往可提供除常用的雙電動機系統驅動方式外,還有多種驅動方式的選擇,常用驅動方式是采用液壓驅動,即轉鼓及螺旋分別由獨立的液壓系統驅動,具有其他驅動方式所不可比擬的優點:更大的驅動轉矩、更為簡便的速差控制方式以及更低的速差。這種驅動方式的缺點是設備成本較高,對液壓系統以及電控系統要求極高,由于液壓聯接點較多,存在泄漏的機會也較多。因此這種驅動方式對液壓元件的質量和可靠性均有嚴格的要求。

                                螺旋與轉鼓繞同軸向旋轉,但兩者之間有一個轉速差。若以nb表示轉鼓的絕對轉速,以ns表示螺旋的絕對轉速,Δ=nb -ns,若螺旋超前轉鼓,即為正差轉速,反之螺旋滯后轉鼓,為負差轉速。采用正差轉速,有利于沉降分離,采用負差轉速時,有利于沉渣的輸送,而且可以減少由差速器傳遞的功率,所以,現代離心式污泥脫水機多采用負差低轉速的右旋螺旋。不同驅動方式最終會導致不同的差速,差速是影響濾餅含濕量的關鍵因素,低差速可產生更干的濾餅,對螺旋的磨損也相應減少,從而可大大延長螺旋的使用壽命。另外增大差速不僅增加固體流量,而且還增大機器澄清區內的攪動,從而使澄清效率下降,這時就必須將體積流量降低。增大差速還會減少固體顆粒在機器內的停留時間、增大排出固體的含水量。國產設備的差速一般最低值都在數轉/分鐘,僅有少數廠家可達0.5r/min,而國外的最低差速可達到0.2r/min,相差10余倍,即濾餅的停留時間可增加十余倍。

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                                二、技術參數的選擇 
                                轉鼓直徑和長徑比、分離因素和螺旋頭數是離心式污泥脫水機主要技術參數。轉鼓直徑越大,生產能力也越大,但受材料強度和加工難度的限制,轉鼓直徑不能大到一定數值。同樣,長徑比大,生產能力也越大,對于易分離的物料,長徑比取1~2,對于難分離的物料,長徑比取3~4,所以盡量選用長徑比大的機器,可以增加沉降區長度和干燥區長度,既利于沉降,有利于減少濾餅的含濕量,但制造較難,成本增加。分離因素Fr=ω2R/g和轉鼓轉速直接有關,它的選擇取決于懸浮液中固相顆粒的分離難易,轉鼓的轉速受到材料和軸承限制,所以在滿足使用要求時,盡可能采用較低轉鼓轉速,一般地,大直徑離心式污泥脫水機分離因素都很低。螺旋頭數可以是單頭、雙頭和多頭,難分離的物料一般采用單頭螺旋;需要產量大又易分離的物料,多采用多頭,但母液含固量會增加,在污水處理行業,一般采用單頭螺旋。

                                此外,還有轉鼓的半錐角和溢流口內徑都是在設計離心式污泥脫水機時需要考慮的技術參數。半錐角對固體流量的性能具有重要影響,由于離心力的作用,當顆粒到達轉筒內壁并被螺旋向前輸送的同時也具有向后流動的趨勢,而向后流動的速度與螺旋斜角有關,最后體現在錐角上。兩者對固體顆粒的輸送性能產生直接的影響,即隨著回流速度的增加則固體輸送速度下降。溢流口內徑和液層厚度有關,液體在機內停留時間的增加則液層的厚度也增加,其結果是澄清效率提高,但同時機內的干燥區間縮短會使離開液面的固體含水量也增大,即脫水效果反而有所降低。因此,液層厚度的調節會直接影響到沉降速度、流量以及固體排出量。離心式污泥脫水機還需要根據使用經驗和試驗結果進行分析研究,才能確定機器的類型和結構。

                                三、材料的選擇 
                                材料的強度性體現在離心式污泥脫水機的轉速上,它也直接對體積流量和質量流量產生影響,此外離心式污泥脫水機的腐蝕也與其材料結構有關。轉鼓和螺旋輸送器通常用不銹鋼鑄造和焊接,或用高強度的不銹鋼和鈦鋼制造,也可用玻璃鋼制造。目前國內與國外設備中,主要部件都采用不銹鋼制造,尤其是轉鼓與螺旋部分全部采用不銹鋼,只有少數國外廠家可針對不同的處理對象及介質的要求,采用合適的材質。如對于污水處理和無腐蝕性場合,采用高強度碳鋼防腐,避免了過度設計,大大降低了制造成本,通過10余年的實踐證明,在污水處理中采用碳鋼防腐的材質是完全可行的。在外殼方面更是盡量考慮節省材料,降低成本,如采用玻璃鋼外殼。轉鼓和螺旋的材料選擇時要考慮到耐磨性,為了有效保護轉鼓,在排渣孔設置耐磨套,在轉鼓內表面設置筋條或在內表面拉槽;螺旋輸送器的葉片易受到物料的嚴重磨損,為了減少或避免葉片的磨損,對螺旋葉片外緣進行碳化鎢熱噴涂處理,焊接合金塊。

                                四、起動方式 
                                國內外離心式污泥脫水機廠家在離心式污泥脫水機起動方面有不同的考慮,國外機器多帶有液力偶合器,而國內機器由于制造技術原因大多是直接起動。液力偶合器有兩種作用:一是具有使電動機輕載起動功能,能改善電動機的起動能力,確保電動機沉重負載輕快起動,降低電動機起動電流,實現軟加速,降低對電網的沖擊;二是具有過載保護功能,能有效地保護電動機和離心式污泥脫水機在起動和超載時不受損壞,降低機器故障率,延長零部件和整機使用壽命。液力偶合器的充油量應有一個最佳值。如充油量太滿,會造成起動電流長時間過高,引起停機。如果液力偶合器內工作液較少,則液力偶合器滑差增大,傳遞的功率或轉矩會減少,使輸入轉速遠低于輸出轉速,而且液力偶合器溫度會升高。另外,工作液的選擇也比較重要,工作液密度越高,傳遞能力越強。工作液黏度越高,傳遞特性越不利。液力偶合器一般安裝有兩個易熔塞,在易熔塞的中心有一軟焊,在一定的溫度下會熔化。在離心式污泥脫水機過載情況下,液力偶合器中的工作液會過熱,達到設定值時,易熔塞熔化,工作液噴出,功率的傳遞即被中斷,離心式污泥脫水機聯鎖跳車。

                                五、離心式污泥脫水機差速器的區別 
                                在離心式污泥脫水機運轉過程中,濾餅在轉鼓表面的移動全靠差速器產生的螺旋對轉鼓的相對運動來實現,由于臥螺離心式污泥脫水機的轉鼓與螺旋之間速差小而轉矩大,產量越大,螺旋輸送器所受轉矩愈大,由于差速器轉速高,需傳遞的轉矩大,潤滑條件又差,當轉矩達到一定值時,對差速器壽命影響很大,故對各零件在組裝過程中的間隙調整要求特別高,公差要求非常精密,間隙太大或太小均不利于差速器的運行。一般差速器采用周轉輪系結構,常采用行星擺線針輪。

                                漸開線齒輪差速器優點是體積小,重量輕和傳動比大,效率高達90%~99%以及承載能力大等。國內及國外離心式污泥脫水機所采用的差速器結構形式基本相同,一般多為雙級2K—H、3K及K—H—V等形式行星漸開線齒輪差速器,或采用行星擺線針輪及漸開線齒輪差速器的組合形式。離心式污泥脫水機生產廠家往往需要專門設計及加工,國內很多廠家進行過差速器的國產化嘗試,部分廠家的機械加工精度以及某些性能基本達到國際水平,但從整體來看,尤其是在裝配精度和裝配經驗上仍存在一定差距,加之主要部件選用材質不當或受材料質量的制約,往往造成差速器達不到設計要求,效率較低和壽命。
                                 

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